Anordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen mit elektronischen Steuerelementen als Schaltfehlerschutz Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen mit elektroni schen Steuerelementen als Schaltfehlerschutz, insbe sondere bei der elektronischen Schaltwartensteuerung. Eine Schalthandlung darf nur dann erfolgen, wenn sie die Stellung der anderen Schalter zulässt.
Bezeichnet man die Schalterstellungen bzw. die Schalterstellungs- meldungen mit x11, x", .. ., so kann man in der Schreibweise der Schaltungsalgebra die Schaltbedin gungen in folgender Form schreiben: (x,l & xl. & ...)Vx2l & x22 & ...)V... =F Die Schalthandlung ist zulässig, wenn F=L und un zulässig, wenn F=0.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die obige Bedingung elektrisch mit ruhenden Steuer elementen nachzubilden und Schaltvorgänge nur dann auszulösen, wenn das Ergebnis dieses zulässt.
Die Kontrolle der Schaltungsbedingungen ist bei spielsweise bei der Schaltwartensteuerung wichtig, da bei dieser Fehlschaltungen zu erheblichen Betriebs störungen führen können. Aber auch bei anderen in dustriellen Schaltanlagen können Fehlschaltungen zu so grossen Störungen Anlass geben, dass sie unter al len Umständen vermieden werden müssen. Die Er findung zeigt nun einen Weg, der dieses gestattet.
Bei einer Anordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen mit elektronischen Steuerelementen als Schaltfehler- schutz, insbesondere bei der Schaltwartensteuerung, wird dieses nach der Erfindung durch Vorwahlschal- ter zur Einstellung der Schaltvorgänge erreicht, die an EingängenvonUnd-Gliedern und an Initiatoren liegen, und ausgangsseitig an ein Oder-Glied mit antivalen- tem Ausgang angeschlossen sind,
an dessen Normal- ausgang ein Schalter-Vorwahlrelais liegt, das durch sein Ansprechen die Auslösung des Schaltvorganges vorbereitet, der über Ein- bzw. Auslö:seschalter be wirkt wird.
Dabei kann es in Einzelfällen auch zweck- mässig sein, dass zur wahlweisen Auslösung von Schaltvorgängen über den in einer zentralen Steuer stelle untergebrachten Vorwahlschalter und durch un mittelbares Betätigen des Schalters selbst an die Und- Glieder nur die Initiatoren geführt sind, und der Nor malausgang des an sie angeschlossenen Oder-Gliedes an ein Verstärkerglied zur Auslösung eines Sperr magneten für die Bewegung des Schalters selbst und ein Und-Glied geführt ist,
an dessen zweiten Eingang der Vorwahlschalter und an dessen Ausgang das Schalter-Vorwahlrelais liegt. Die Anordnung kann man vorteilhafterweise dabei in der Weise auslegen, dass zum wahlweisen Ein- oder Ausschalten der vor gewählten Schalter ein für alle Schalter gemeinsamer Einschaltkontakt und ein für alle Schalter gemein samer Ausschaltkontakt vorgesehen ist, durch deren Betätigung über das angesprochene Schaltervorwahl relais entweder das Ein- oder das Ausschaltrelais des Schalters anzieht. Häufig wird es angebracht sein, dass zur Anzeige der Zulässigkeit bzw.
Durchführung einer beabsichtigten Schalthandlung jedem Vorwahlschal- ter eine Signallampe zugeordnet ist, die an den Aus gang eines Oder-Gliedes angeschlossen ist, auf das die Ausgänge von zwei Und-Gliedern wirken, die beide mit einem Eingang an einem Kontakt des Vor wahlschalters liegen und von denen das eine mit sei nem zweiten Eingang über einen bei angesprochenem Vorwahlrelais geschlossenen Kontakt an dem Nor malausgang des dem Vorwahlrelais vorgeschalteten Oder-Gliedes liegt und das andere mit seinem zweiten Eingang über einen bei nicht angesprochenem Vor wahlrelais geschlossenem Kontakt an den antivalen-
ten Ausgang dieses Oder-Gliedes geführt ist und mit einem dritten Eingang an einer ein Blinksignal ge benden Spannung liegt. Die weitere Ausbildung die ser Anordnung kann in der Art erfolgen, dass dem Einschaltkontakt und dem Ausschaltkontakt Signal lampen zugeordnet sind, die an die Kontakte aller Vorwahlschalter geführt sind, die bei geschlossenem Vorwahlschalter an den Initiatoren liegen, die zu den dem Vorwahlschalter entsprechenden Schalter gehö ren und bei geöffnetem bzw. geschlossenem Schalter eine Spannung abgeben.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbei spiele der Erfindung erläutert. In der Fig. 1 ist die Steuerung einer Hochspannungsschaltanlage gezeigt. Im oberen Teil dieser Fig. 1 ist der Hochspannungs abzweig 1 dargestellt, dessen Fernsteuerung erläutert werden soll. Die Hochspannungs-Schaltanlage besteht aus drei Sammelschienen-Trennern 2, 3, 4, einem Lei stungsschalter 5, einem Kabeltrenner 6, einem Um- gehungs-Trenner 7 und einem Erdungstrenner B.
Von den Meldeschaltern dieser Hochspannungsabzweige führen Hilfsleitungen zu einer Gruppe 10 von Ini tiatoren für die Schalterstellungsmeldung des Hoch spannungsabzweiges.
Da bekanntlich die Hochspannungs-Sammelschie- nen - Trennschalter von Hochspannungsabzweigen auch bei eingeschaltetem Leistungsschalter ein- und ausgeschaltet werden können, wenn der dazugehörige Kupplungsschalter-Stromkreis geschlossen ist, werden die Stellungen der Trenn- und Leistungsschalter die ses Kuppelschalter-Stromkreises 9 an die Gruppe 22 von Initiatoren gemeldet. Die innerhalb eines Steuer pultes 12 montierten Steuergeräte sind links in dem Schaltplan dargestellt.
Sie bestehen im wesentlichen aus den Vorwahlschaltern 52, 53 mit den in den Ta sten eingebauten Signallampen 54, 55. Die von diesen Vorwahlschaltern ausgehenden Betätigungsleitungen 15 und 16 führen über Schaltfehlerschutz- und Schalt fehler-Hinweis-Glieder zu den Schalter-Vorwahl-Re- lais 18, 19, deren Arbeitskontakte die Ein- und Aus schaltrelais 56, 57 bzw. 58, 59 des jeweils vorgewähl ten Hochspannungsstromschalters 2 oder 3 vorberei ten. Für die übrigen Schalter des Abzweiges 1 sind entsprechende Glieder vorzusehen.
Der Schalifehlerschutz- und Schaltfehler-Hinweis besteht aus einer grossen Zahl von logischen Schalt elementen, die in vier Gruppen aufgeteilt sind. Die mit 20 bezeichnete Gruppe wird im Zusammenhang mit der in der Vorwahltaste eingebauten Signallampe benötigt. Die Gruppe 10 hat die Aufgabe, die Schal terstellungen der Trenn- und Leistungsschalter des Hochspannungsabzweiges 1 an die Schaltfehlerschutz- und Schaltfehler-Hinweis-Glieder weiterzugeben.
Die Gruppe 21 besteht aus Und-Gliedern, die festzustel len haben, ob die Entriegelungsbedingungen für die Zulassung der Fernschaltung des betreffenden Hoch spannungsschalters erfüllt sind. Es sind in der Gruppe 21 fünf derartige Und-Glieder untergebracht, deren Eingänge in bestimmter Weise von den Initiatoren gruppen 10 und 22 abhängig sind.
Die fünf Und-Glieder der Gruppe 21 bestimmen, in welchen Fällen die Fernsteuerung des Hochspan nungsschalters zulässig ist. Die in die Und-Glieder hineinführenden Leitungen entsprechen in ihrer Kom bination einer Liste von Schalterstellungs-Abhängig- keiten, bei denen eine Schaltung erfolgen kann. In derselben Weise, wie es für den Hochspannungs- Trennschalter 2 geschildert ist, sind auch die Schalter vorwahltasten und deren Signallampen für die ande ren Hochspannungsschalter mit anderen Gruppen von logischen Schaltelementen in Verbindung gebracht.
Im unteren linken Teil der Fig. 1 sind die für den gesamten Hochspannungsabzweig gemeinsame Ein schalttaste 25 und Ausschalttaste 26 angeordnet.
Diesen Ein- und Ausschalttasten sind Signallam pen 60 und 61 zugeordnet, die anzeigen, ob der vor gewählte Schalter ein- oder ausgeschaltet ist. Die von den Ein- und Ausschalttasten ausgehenden Verbin dungsleitungen 27 führen über die Relaisanordnung 62 zu einer Hilfsschiene 28. An diese Hilfsschiene sind die Steuerstromkreise für die Betätigung der Ein- und Ausschaltspulen sämtlicher Hochspannungsschal ter des behandelten Hochspannungsabzweiges auf dem Wege über die Schaltervorwahlrelais 18, 19 an geschlossen.
Die Steuerung eines Hochspannungs schalters, beispielsweise des Hochspannungs-Trenn- schalters 2 spielt sich in der folgenden weise ab: Der Schaltwärter betätigt die Schaltervorwahl taste 52. Falls die Schalter des eigenen Hochspan nungsabzweiges 1 und die Schalter des Kuppelschal- ter-Stromkreises 9 so geschaltet sind, dass die beab sichtigte Fernsteuerung des Hochspannungs-Trenn- schalters 2 nicht zu einem Schaltfehler führt, wird eine der fünf Leitungen, die von der Und-Glieder- gruppe 21 ausgehen, leitend mit dem Erfolg, dass das Oder-Glied 35 eine Spannung abgibt.
Die Folge hiervon ist, dass erstens über die Lei tung 32 die Signallampe 54 in der Schaltervorwahl taste 52 zum ruhigen Aufleuchten gebracht wird und dass ausserdem über die Leitung 33 das Vorwahl relais 18 betätigt wird. Hierauf werden dessen Kon takte geschlossen und der Trenner 2 wird ein- oder ausgeschaltet, je nachdem, ob er sich in der Ein- oder Ausschaltstellung befindet und ob auf dem Steuer pult die Einschalttaste 25 oder die Ausschalttaste 26 betätigt wurde.
Die soeben erläuterten Verbindungsleitungen zu der Signallampe 54 in der Schaltervorwahltaste 52 führen über den Kontakt 36. Dadurch wird erreicht, dass die Signallampe 54 in der Schaltervorwahltaste 52 bei Zulässigkeit der beabsichtigten Schalthandlung erst aufleuchtet, wenn das Vorwahlrelais 18 ange sprochen hat. Auch die Leitung 34, die an dem anti- valenten Ausgang des Oder-Gliedes 35 liegt und die bei Unzulässigkeit der Schalthandlung die Signal lampe 54 zum Blinken bringen würde, ist über einen Kontakt 37 des Vorwahlrelais 18 geführt.
Die Lampe kann also in diesem Falle auch nur blinken, wenn sich das Vorwahlrelais im Ruhestand befindet. In dem Beispiel ist der Schaltfehlerschutz für den Trenn schalter 3 so ausgeführt, dass er auch bei einer Schal terbetätigung vor Ort wirksam bleibt.
Die fünf Und-Glieder der Gruppe 23 entscheiden über die Zulässigkeit oder Unzulässigkeit der Schalt handlung nicht erst nach der Betätigung der Schalter vorwahltaste 53, sondern die Entscheidung wird bei Zulässigkeit der Schalthandlung ständig über das Oder-Glied 35 und die Leitung 38, einem Und-Glied 39 und einem Verstärkerglied 40 zugeführt. Das Ver- stärkerglied betätigt den Sperrmagneten des Hoch spannungsschalters, der den Schalter für Schalthand lungen vor Ort freigibt.
Bei Fernbetätigung wird der Vorwahlschalter 53 niedergedrückt. Hierdurch wird der zweite Eingang des Und-Gliedes 39 über die Leitung 41 an Spannung gelegt und somit der Ausgang 42 spannungsführend. Das Schaltervorwahlrelais 19 zieht an, und der Tren- nar 3 kann von der Warte aus ein- oder ausgeschaltet werden. Gleichzeitig wird über den Kontakt 36 des Schaltervorwahlrelais 19 und über einen Kontakt des Vorwahlschalters 53 die Signallampe 54 zum Auf leuchten gebracht.
Bei Unzulässigkeit der beabsich tigten Schalthandlung ist die Leitung 43, die am anti- valenten Ausgang des Oder-Gliedes 35 liegt, ständig spannungsführendund versorgt das Und-Glied 44, an dessen zweiten Eingang ständig eine Blinkspannung liegt.
Der Ausgang des Und-Gliedes 44 wird im Rhyth mus der Blinkfrequenz spannungsführend und lässt über den Kontakt 37a des Vorwahlrelais 19 und den Vorwahlschalter 53 die Signallampe 55 blinken.
Diese Schaltung enthält noch keine Sicherheits- massnahmen gegen Fehlschaltungen im Falle von Be triebsstörungen in den logischen Schaltelementen.
Durch die Weiterausbildung der Erfindung lässt sich auch dieses erreichen. Zu diesem Zweck wird die Anordnung in der Weise ausgebildet, dass zur Ver hinderung von Fehlschaltungen bei Störungen in den logischen Schaltelementen ein zweites System logi scher Schaltelemente vorgesehen ist, das eine zur Aus- gangsgrösse des ersten Systems antivalente Ausgangs- grösse liefert, beide Ausgangsgrössen auf ihre Anti- valenz geprüft werden und nur bei deren Vorhanden sein das Vorwahlrelais anspricht.
Erfüllt das erste System die Bedingung (xll & xl2 & ...)V(x21 & x22 & ...)V... =F1 dabei sind x11, x12 die Schalterstellungsmeldungen, die in Form von Binärsignalen, an den Ausgängen der Schalterstellungs-Initiatoren zur Verfügung ste hen, so ist eine Schaltung erlaubt, wenn F: ,=L. Dem zweiten System werden dann die antivalenten Schal terstellungsmeldungen x11, X12<B>....</B>
zugeführt. Dieses zweite System wird dann so aus gelegt, dass es die Gleichung nachbildet. (x,11 Vxl2V...) & (x21Vx22V...)...=FZ Durch die Anwendung des de Morgan'schen Theo rems findet man: <B>Ff!</B> = F1 Diese Gleichung bedeutet, dass der Ausgang des Sy stems 1 ein Signal führt, das stets antivalent ist zum Signal des Ausgangs des Systems 2.
. Diese Antivalenz wird mit weiteren Gliedern ge prüft, welche die Antivalenzbedingung (F, V FZ) & (FL & FZ) = R nachbilden. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann die vorgesehene Schaltung ausgeführt werden.
Um diese Bedingung zu prüfen, kann man die Anordnung in der Weise ausführen, dass das erste System aus so viel Und-Gliedern besteht, wie Möglichkeiten für das Vorliegen von Schaltbedingungen bestehen, die mit ihren Eingängen an denjenigen Initiatoren liegen, an denen bei Vorliegen entsprechender Schaltbedingun gen Spannungen auftreten und mit ihren Ausgängen an ein Oder-Glied geführt sind, und dass das zweite System aus soviel Oder-Gliedern besteht, wie Möglich keiten für das Vorliegen von Schaltbedingungen be stehen, die mit ihren Eingängen an den antivalenten Ausgängen der genannten Initiatoren liegen und mit ihren Ausgängen an ein Und-Glied geführt sind und dass der Vorwahlschalter,
der Normalausgang des Aus gangs-Odergfedes des ersten Systems und der anti- valente Ausgang des Ausgangs-Undgliedes des zwei ten Systems an die Eingänge eines Und-Gliedes ge führt sind, an dessem Ausgang das Vorwahlrelais liegt.
Die eigentliche Prüfung der Antivalenzbedingungen erfolgt dabei dadurch, dass der Normalausgang des Ausgangs-Odergliedes des ersten Systemas und der Normalausgang des Ausgangs-Undgliedes des zweiten Systems den Eingängen eines Oder-Gliedes und eines Und-Gliedes zugeführt werden, und der Normalaus gang des Oder-Gliedes und der antivalente Ausgang des Und-Gliedes an einem Und-Glied liegen, dessen Ausgang mit einer Fehleranzeigelampe und einem Ein gang des ausgangsseitig auf das Vorwahlrelais wirken den Und-Gliedes verbunden ist.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dieser Weiter ausbildung der Erfindung dargestellt. Dabei ist zur Vereinfachung nicht das vollständige Schaltbild der Fig. 1 wiederholt. Es sind vielmehr nur die Schalt elemente symbolisch herausgezogen worden, die ent sprechend zu ergänzen sind. Es sei angenommen, dass die Weiterbildung der Erfindung zur Schaltung des Trennschalters 3 angewendet wird. Diese Schaltung er fordert die Betätigung des Vorwahlschalters 53.
Es ist mit einem Eingang des Und-Gliedes 70 verbunden, dessen anderer Eingang an dem antivglenten Ausgang der Prüftaste 71 liegt. Der Ausgang des Und-Gliedes 70 liegt an einem Eingang des Und-Gliedes 39. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wirken die Schalter, deren Schalterstellungen bei der Ausführung einer neuen Schaltung zu beachten sind, über Initiato ren auf die Gruppe 23 von Und-Gliedern, deren Aus- gänge an das Oder-Glied 35 geführt sind, das ausgangs- seitig mit einem Eingang des Und-Gliedes 39 verbun den ist.
Zusätzlich liegen nun diese Initiatoren mit ihren antivalenten Ausgängen an der Gruppe 73 von Oder-Gliedern, die ausgangsseitig an das Und-Glied 75 geführt sind, das mit seinem antivalenten Ausgang ebenfalls an einem Eingang des Und-Gliedes 39 liegt. Die Ausgänge des Oder-Gliedes 35 und des Und-Glie- des 75 führen ferner zu den Eingängen des Oder-Glie- des 72 und des Und-Gliedes 74.
Das Oder-Glied 72 ist mit seinem Normalausgang und das Und-Glied 74 mit seinem antivalenten Ausgang an das Und-Glied 76 ge führt, dessen Ausgang an einem Eingang des Und- Gliedes 39 und an der Fehleranzeigelampe 77 liegt.
Durch Betätigen des Vorwahlschalters 53 wird über die Und-Glieder 70 und 39 das Vorwahlrelais 19 zum Ansprechen gebracht,wenn gleichzeitig auch die Schalt bedingungen erfüllt sind. Dies ist der Fall, wenn an allen Eingängen des Und-Gliedes 39 Spannungen vor handen sind.
Nach Ansprechen des Vorwahlrelais 39 wird die Zulässigkeit der Schalterbetätigung durch die Signal lampe 55 gemeldet. Durch Drücken der Taste 25 für die Schalterbetätigung wird das Betätigungssignal über einen Kontakt des Vorwahlrelais 19 durchgeschaltet und über Verstärker oder weitere Relaiskontakte die Spannung für die Betätigungsspule des Hochspan nungsschalters eingeschaltet. Die Funktion des Und- Gliedes 39 kann mit Hilfe der Prüftaste 71 und des Und-Gliedes 70 überprüft werden. Drückt man den Vorwahlschalter 53, so muss die Signallampe 55 auf leuchten.
Betätigt man anschliessend die Prüftaste 71, so ist die Und-Bedingung des Und-Gliedes 39 nicht mehr erfüllt, und die Signallampe 55 erlischt.
Die Schalterstellungsmeldungen x11, x12 ... leitet man zweckmässigerweise von der Ein-Stellung der Hochspannungsschalter, die Stellungsmeldungen xlh x12 <B>...</B>
von deren Aus-Stellung ab. Dann ist die Antivalenz auch gestört, wenn der Hochspannungsschalter von der einen in die andere Stellung übergeht und mit Hilfe der Fehleranzeigelampe 77 kann kontrolliert werden, ob der Schalter die befohlene Endstellung erreicht.